使用手持式矢量网络分析仪测量雷达散射截面

 

图8，目标区域（没有放置被测目标和校准）所有反射的时域显示

 

图9，在目标区域放置RCS为0.018平方米的校准球体的时域显示

测量步骤和测量运算
将对目标的雷达散射截面测量所使用的矢量网络分析仪设定为S21的测量。

图10，使用矢量网络分析仪对雷达散射截面测量设定
 

1.矢量网络分析仪进行12 项端口误差校准后，将发射天线接入端口1，将相应的接收天线接入端口2。注意天线极化方向。并保证测量距离D>20 λ，这里 λ为信号波长。注意，根据目标尺寸选择天线，调整天线角度（偏角和仰角）和调节测量距离，应保证被测目标落在天线增益下降小于-1dB 的信号波束内。
2.将被测目标从支架上移开，并测量支架的反射频率扫描S21_（str）测量，如果目标不便移开，可以将天线同时（包括发射天线和接收天线）转到一个空旷位置，并保证在相同的距离上没有其他物体存在。如图10 中表示的校准区域。
3.将频率扫描S21_（str）结果转换为时域，同时将时域门设置在目标位置，并调节门宽将目标的所有反射均包含在内，将时域滤波后的结果保存至仪表内存。
4.如果目标无法从支架上移开，应保证支架本身的反射S21_（str）较反射目标低20dB以上（S21_（str）＋20dB<< S21_（tgt））。为达到此目的，可以采用在支架上包覆微波吸收材料的方法。
5.将标准物体置于目标区域，测量标准物体频率扫描的S21_（std），并将结果转换为时域，同时将时域门设置在目标位置，并调节门宽将目标的所有反射均包含在内，将时域滤波后的结果保存至仪表内存。注意，标准物体的雷达散射截面应接近目标雷达散射截面。
6.将被测目标置于目标区域并移开标准物体，测量标准物体频率扫描S21_（tgt），并将结果转换为时域，同时将时域门设置在目标位置，并调节门宽将目标的所有反射均包含在内，将时域滤波后的结果保存至仪表内存。
7.雷达散射截面运算方程：

这样，， ，
由于 ，所以
因此， ，如果支架的反射较大，并且标准物体也是放在支架上进行校准测量的。那么，

由于 已知，我们即可以得到 ，例如，
图11 中的目标与图9中直径为6英寸的校准金属球体相比较（参考光标读数），知道 ， ，，根据
，得到

图11，测量一个直径为12英寸的金属球体的S21时域曲线

信号极化
反射信号的极化方向可能与雷达发射信号的极化方向不同，目标的形状不同反射的极化也会不同，见图2 中的Et 和Er描述。
为了修正极化误差，我们可以分别测量目标在垂直和水平极化情况下的雷达散射截面，这样我们就可以建立散射截面极化矩阵。所要做的是，在一种发射极化（垂直或水平）情况下，测量两种极化（垂直和水平）的S参数。

发射 水平极化 垂直极化

接收 水平极化/垂直极化 水平极化/垂直极化

极化矩阵


Et 与Er的关系为


这里Sxx为上面提到的4 种不同状态测得的S参数
发射垂直极化，接收垂直极化
发射垂直极化，接收水平极化
发射水平极化，接收垂直极化
发射垂直极化，接收垂直极化
根据上面的描述，对于4 种状态下得到的S参数，我们也可以推出类似的雷达散射截面矩阵

如果发射天线是垂直极化的，那么 ，并以此类推。